渦輪扇發動機
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渦輪扇發動機（英語：Turbofan Engine，亦稱渦扇發動機或者內外函噴氣發動機）是一種燃氣渦輪式航空發動機，主要特點是其首級扇葉的面積較渦輪噴射發動機大上許多。經過渦輪噴氣發動機的空氣通道稱為內涵道，空氣在噴氣發動機燃燒後獲得機械能，外側的空氣通道稱為外涵道，由內含的渦輪驅動首級增壓扇葉推動空氣，增壓扇葉同時具有螺旋槳和壓縮空氣的作用，能將部分吸入的空氣通過噴射發動機的外圍提供直接推力，推力即由內外涵道共同產生。[1][2]可同時具有渦輪螺旋槳與渦輪噴射發動機的推力供給。
簡介
[編輯]渦輪扇發動機外觀上似乎是更粗的發動機，實際上只有中心是噴射引擎，其他全是扇風推進，因為並非只依靠渦輪噴射直接燃油燃燒出高壓空氣提供推力，所以單位推力小時耗油率比純渦輪噴射佳，但螺旋扇葉速度越快的推力重量比耗損功率較大，比較純渦輪噴射，超音速飛行時其受到邊界層影響使其低氣壓高空與超音速下推力重量不佳。於是乎，渦扇發動機最適合飛行速度為每小時400至2,000公里時使用，故此現在多數的噴射機發動機都是採用渦扇發動機作為動力來源。
渦輪扇發動機的涵道比是單位時間內不經過燃燒室的空氣質量，與通過燃燒室的空氣質量的比例。涵道比為零的渦扇發動機即是渦輪噴射發動機，早期的渦扇發動機和現代戰鬥機使用的渦扇發動機涵道比都較低，例如世界上第一款實用渦扇發動機，勞斯萊斯的康威型涵道比只有0.3，現代多數民航機為了省油，發動機的涵道比越來越大，通常都在5以上，跟使用螺旋槳飛行其實是差不多。涵道比高的渦輪扇發動機耗油較少，但推力卻與渦輪噴射發動機相當，且運轉時還寧靜得多。
至於戰鬥機使用低涵道比發動機，主要是因為截面積與常用飛行速度與民航機不同。高涵道比的發動機截面積過大在超音速的時候阻力過大，另外在超音速的狀況下效率也會比純渦輪噴射甚至於低涵道比設計還低，所以戰鬥機皆使用低涵道比發動機（涵道比皆低於1）。只在超音速飛行的協和式客機，因為長時間處於超音速狀態，為了提昇效率與降低成本，就是使用純渦輪噴射而無涵道比的發動機，是少數真正利用噴氣飛行的飛機。
主要組成部分
[編輯]- 進氣道
- 風扇總成
- 低壓壓縮機（Low pressure compressor）
- 高壓壓縮機（High pressure compressor）
- 燃燒室
- 高壓渦輪（High pressure turbine）
- 低壓渦輪（Low pressure turbine）
- 後燃器
- 噴嘴
參見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ Wragg, David W. A Dictionary of Aviation first. Osprey. 1973: 267. ISBN 9780850451634.
- ^ Marshall Brain. How Gas Turbine Engines Work. howstuffworks.com. [2010-11-24]. （原始內容存檔於2010-06-18）.
外部連結
[編輯]
- Wikibooks: Jet propulsion
- Malcolm Gibson. The Chevron Nozzle: A Novel Approach to Reducing Jet Noise (PDF). NASA Innovation in Aeronautics NASA/TM-2011-216987. Aug 2011 [2020-12-12]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-03-23）.
- The Engine Yearbook. UBM Aviation. 2012 [2020-12-12]. （原始內容存檔於2020-08-09）.
- Commercial engines 2017. Flight Global. [2020-12-12]. （原始內容存檔於2019-05-26）.
- Bjorn Fehrm. Bjorn's Corner: Aircraft engines, sum up. Leeham Co. April 14, 2017 [2020-12-12]. （原始內容存檔於2021-01-27）. and previous series
